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岩石圈物质循环
第二章 岩石圈与地表形态
学习目标
区域认知:对于给定的具体区域,能够结合区域环境特征,分析矿产、岩石的分布及其形成。
综合思维:结合现实中有关岩石圈的真实问题,能够运用自然环境各要素的物质运动和能量交换过程,多要素综合分析岩石圈物质循环过程。
人地协调观:对于特定的区域环境,能够分析矿产、岩石与人类活动的关系,针对人类利用矿产资源中存在的问题作出科学的决策。
探究1.岩石圈的物质组成
01
阅读教材第22-26页,思考以下问题
1.什么是矿物?矿物有何特点?
2.什么是岩石?按成因,岩石可以分为哪些类型?
3.岩浆岩是怎么形成的?岩浆岩可以分为哪些类型?
4.沉积岩是怎样形成的?沉积岩有何特点?
5.变质岩是怎么形成的?常见的变质岩有哪些类型?
矿物
矿物:是由地质作用形成的,一般为结晶态的天然化合物或单质。
特征:矿物具有相对固定的化学成分和确定的晶体结构,在一定的物理化学条件下保持稳定,是组成岩石的基本单元。
关系:
化学元素
Si O
矿物
SiO2
岩石
大理石
矿产
水晶矿
结合
聚集
有 富
用 集
矿物分类
Mineral classification
黑色金属: 磁铁矿、黄铁矿
有色金属:黄铜矿
贵金属:黄金、白银
稀有金属:锆、钼等
金属矿物
常见矿物:石英、长石、云母、滑石 、石膏、方解石
非金属矿物
能源类矿物:煤、石油、天然气
宝石类矿物:金刚石、玉石等
自然界已发现的矿物达3000多种,常见的有五六十种。绝大多数矿物以固态形式存在。自然界最多的矿物是石英(SiO2)。
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常见矿物的简易识别
思考:
1.常见的矿物如何识别?
常见矿物的简易识别(晶体形态)
Simple identification of common minerals
石英晶体
(六棱柱)
食盐晶体
(正方体)
方解石晶体
(斜方六面体)
常见矿物的简易识别(颜色)
Simple identification of common minerals
孔雀石
红宝石
金刚石
常见矿物的简易识别(硬度)
Simple identification of common minerals
长石
(硬度为6)
滑石
(硬度为1)
方解石
(硬度为3)
代表矿物 硬度等级 简要说明
滑石 1 指甲能轻易地在其上划出痕迹
石膏 2 指甲能较容易地在其上划出痕迹
方解石 3 多为透明或半透明品体,指甲在其上划不出痕迹,但由别针可以划出痕迹
萤石 4 常为多种颜色的半透明品体,小刀可以轻易地在其上刻画出痕迹
磷灰石 5 小刀可以在其上刻画出痕迹
长石 6 一般小刀很难刻画,但玻璃可以在其上刻画出痕迹
石英 7 能够在玻璃和普通钢铁上刻画出痕迹
黄玉 8 多为晶体,宝石类矿物,能在石英上刻画出痕迹
刚玉 9 多为晶体,宝石类矿物,能在黄玉上刻画出痕迹
金刚石 10 自然界最硬的矿物,宝石,能在其他矿物上刻画出痕迹
岩石
岩石是在自然作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,是构成岩石圈的主要物质。
按照成因,岩石可分成岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩三大类。
岩浆岩
沉积岩
变质岩
岩浆侵入地壳上部或喷出地表,冷却凝固形成岩浆岩,约占地壳总体积的65%。
侵入岩:花岗岩
喷出岩:玄武岩、流纹岩、安山岩
Magmatic rock
岩浆岩
常见的岩浆岩
Common magmatic rocks
花岗岩
玄武岩
岩浆岩形成的地貌
课堂小结
Class summary
类型 形成过程 特点 重要用途 常见岩石
岩浆 岩 侵入岩 地下岩浆在内压力作用下,侵入地壳上部,冷却凝固而形成岩石 矿物结晶颗粒较大 花岗岩是坚硬美观的建筑材料 花岗岩
喷出岩 地下岩浆在内压力作用下,沿地壳薄弱地带喷出地表冷凝而形成岩石 矿物结晶颗粒细小,有的有流纹和气孔 玄武岩
流纹岩
安山岩
思 考
花岗岩的哪些特性使其成为重要的建筑材料?
答 案
硬度高,岩石致密,抗压能力强;耐磨不褪色,抗风化能力强;稳定性好,不易受外界温度影响,且抗腐蚀能力强;颜色多样,色泽美丽,装饰性好。
裸露在地表的各种岩石,在风吹、日晒、雨淋以及生物的作用下被破坏,破坏产物(包括碎屑物质和溶解物质)在原地或经搬运后沉积下来,再经过复杂的成岩作用而形成的岩石,称为沉积岩。
Sedimentary rock
沉积岩
具有层状纹理,称为层理构造。在没有发生地层倒转的情况下,下面岩层的年龄比上面岩层要古老。
沉积岩中常含有化石。
沉积岩特征
Characteristics of sedimentary rocks
常见的沉积岩
Common magmatic rocks
砾岩
砂岩
页岩
石灰岩
课堂小结
Class summary
类型 形成 特点 重要用途 常见岩石
沉积 岩 物理沉积 地表岩石在外力作用下成为碎屑物质,被搬运到低处沉积、固结而成 矿物结晶颗粒细小,有的有流纹和气孔 石灰岩是建筑材料和化工原料,煤是现今世界重要得能源 砾岩、砂岩、页岩、石灰岩
化学沉积 水中的化学离子,发生化学反应,形成不溶于水的化合物,沉淀、固结而成
生物本身要具有硬壳、骨骼等不易毁坏的硬体部分
生物死后迅速被沉积物掩埋
被埋藏的生物遗体必须在一定时间内被其他物质填充、置换或升馏等作用才能形成化石
化石的形成条件
The formation conditions of fossils
已经生成的岩石,受地壳运动、岩浆活动,或者陨石冲击的影响,在一定的温度、压力等条件下,使原来岩石的矿物成分、结构等发生改变而形成的一种新的岩石,就是变质岩。
Metamorphic rock
变质岩
变质岩的形成
Formation of metamorphic rocks
石灰岩
岩浆
石灰岩
岩浆
大理岩
变质
接触带
变质带
(高温)
变质岩分布广泛,多含有丰富的金属矿和非金属矿。
例如,全世界70%以上的铁矿就储藏在前寒武纪古老的变质岩中。
花岗岩→片麻岩
石灰岩→大理岩
页岩→板岩
砂岩→石英岩
典型的变质岩
常见的变质岩
Common magmatic rocks
片麻岩
大理岩
板岩
石英岩
课堂小结
Class summary
类型 形成 特点 重要用途 常见岩石
变质岩 已经生成的岩石,受地壳运动、岩浆活动,或者陨石冲击的影响,在一定的温度、压力等条件下,使原来岩石的矿物成分、结构等发生改变而形成 片理结构 大理岩是建筑材料,铁矿是钢铁工业的重要原料 片麻岩、大理岩、板岩、石英岩
“巨人之路”位于北爱尔兰贝尔法斯特西北约80千米处的大西洋海岸,包括低潮区、峭壁以及通向峭壁顶端的道路和一块高地。峭壁平均高度为100米。37 000多根大小均匀的玄武岩石柱聚集成一条绵延数千米的堤道,形状很规则,形成壮观的玄武岩石柱林。它们以井然有序、美轮美奂的造型,磅礴的气势令人叹为观止1986年联合国教科文组织将其列为世界自然遗产。
问题1 形成玄武岩的物质来自哪里?它属于哪一类岩石,具有哪些特征?
玄武岩是岩浆喷出地表冷凝形成的岩石,因此形成玄武岩的物质来自上地幔上部的软流层。玄武岩属于岩浆岩中的喷出岩,多呈黑、黑灰等色,岩石中常见气孔。
问题2 “巨人之路”位于沿海地带。受外力作用,其可能转化为哪一类岩石?
在外力作用下,如风化作用,海浪、风力侵蚀作用等,形成碎屑物质,这些碎屑物质经搬运、沉积、固结成岩作用,可能转化为沉积岩。
探究2.岩石转化与岩石圈物质循环
02
阅读教材第27-28页,思考以下问题
1.岩石圈物质循环的能量来自哪里?
2.岩石圈物质循环的过程是怎么样的?
概念
指岩石圈和其下的软流层之间存在大规模的物质循环。
能量
来源
地球内部的放射性物质衰变产生的热能。
影响
在一些地方岩石圈不断地诞生,在一些地方岩石圈则逐渐的消亡,与之相伴的则是大地的沧桑巨变,以及岩石圈物质形态的持续转化。
岩石圈物质循环
第二章 岩石圈与地表形态
02
岩石圈物质循环示意图Schematic diagram of lithospheric material circulation
风化侵蚀搬运堆积 固结成岩
岩浆
冷却凝固
重熔再生
风化侵蚀搬运堆积
固结成岩
高温高压 变质作用
重熔再生
重熔再生
高温高压
变质作用
岩浆岩
沉积岩
变质岩
记忆技巧:
三进一出是岩浆
一进两出为岩浆岩
两进两出为沉积岩或变质岩
活动 Activity
第二章 岩石圈与地表形态
读教材图2-23,完成相关任务。
按照下列步骤,解读图像信息。
①就形成条件和分布位置来看,侵入岩与喷出岩有何差别?
②沉积物沉降下来以后,要经过哪些过程才能变成沉积岩?
③变质岩形成的条件是什么?
④要使岩石实现转化,必须具备哪些条件?
①从形成条件和分布位置看,侵入岩是岩浆沿裂隙侵入岩层中冷却凝固而成,分布位置一般较深;喷出岩是岩浆沿断裂带喷出地表后冷却凝固形成,分布于地表。
②沉积物必须经过埋藏和固结成岩作用才能变成沉积岩。
③变质岩形成的条件,原先形成的岩石在岩浆活动、地壳运动等作用下满足一定的温度和一定的压强,出现变质作用。
④要使岩石实现转化,需要具备的条件包括:
能量来源:地壳内部的放射能转化而成的热能和外部的太阳能;
物质运动:地质循环和外力的搬运,是岩石转化的链条;
地质作用:外力作用、变质作用、岩浆上升冷却、地壳运动、高温熔化等。
活动 Activity
第二章 岩石圈与地表形态
活动 Activity
第二章 岩石圈与地表形态
为评价自己的学习效果,丹霞根据图2-23的新仙尼,设计了如图所示的岩石圈物质循环示意图,以及三项活动任务。
①在图中方框内填出岩浆和三大类岩石的名称,并说出填写的依据。
②说出图中箭头A、B、C、D所代表的含义。
③岩石圈的物质循环图有多重形式,在确保科学性的前提下,设计一副具有创意性的图示。
D
B
C
D
D
C
B
A
①从左到右,从上到下依次为岩浆岩、沉积岩、岩浆、变质岩(其中沉积岩与变质岩的位置可以交换,按照图中信息,设计图有点小瑕疵,即沉积岩被抬升到地表后可以再次被外力作用形成新的沉积岩,变质岩在变质作用下也同样可以形成新的变质岩)。依据:岩浆岩只能由岩浆冷凝而成;岩浆岩、沉积岩和变质岩在变质作用条件下可形成变质岩;出露地表的各类岩石在外力作用下可以形成新的沉积岩。
②A岩浆上升冷却凝固,B外力作用(或变质作用),C变质作用(或外力作用),D重熔再生。
活动 Activity
第二章 岩石圈与地表形态
活动 Activity
第二章 岩石圈与地表形态
在距十几亿年的地质时期,新疆南部还是一片海洋,白云岩广泛沉积。在区域变质作用中,白云岩变质形成白云质大理岩。3-4亿年前,岩浆侵入白云质大理岩,经过一系列变质作用,白云质大理岩最终形成玉石。喜马拉雅运动开始后,山脉隆起,经过长期的剥蚀破坏,渐渐使理藏在山体中的玉石裸露在地表,这就是和田玉山料。小块的和田玉山料被冰川、流水等携带至河流中,在流水搬运过程中被不断打磨,玉石变得浑圆,并最终沉积在河床或河漫滩上,成为和田玉籽料。
活动 Activity
第二章 岩石圈与地表形态
根据材料内容,将①和田玉山料②白云岩③和田玉籽料④白云质大理岩⑤和田玉石按形成时间进行排序。
按成因分类,和田玉石属于哪类岩石?和田玉石与白云质大理岩的矿物成分相同吗?为什么?
设计一个示意图,说明和田玉籽料的形成过程。
(1)按时间排序为②白云岩、④白云质大理岩、⑤和田玉石、①和田玉山料、 ③和田玉籽料。
(2)变质岩。从高中水平看,两者的矿物成分相同,均以方解石为主,因为和田玉石是白云质大理岩受到岩浆侵入影响,经过一系列变质作用形成。但从更高知识层面看,两者存在明显区别,白云质大理岩是柱状粒状细粒变晶结构,主要成分包括80%的方解石和20%的透闪石,和田玉石矿物组成以透闪石和阳起石为主,具有典型的纤维交织结构,化学成分是含水的钙镁硅酸盐。
活动 Activity
第二章 岩石圈与地表形态
活动 Activity
第二章 岩石圈与地表形态
板书设计
随堂巩固
当地时间2019年11月9日6时21分,印度尼西亚
莫拉比火山喷发,喷出的火山灰高达1500米。
结合地壳物质循环简图,完成1-3题。
1.莫拉比火山喷发的岩浆来源地位于( )
A.地壳 B.上地幔 C.下地幔 D.外地核
2.莫拉比火山喷发出的物质直接形成的岩石可能是( )
A.流纹岩 B.石英砂岩 C.片麻岩 D.花岗岩
3.莫拉比火山喷发形成的岩石转化成③岩石必须经过的地质作用是( )
A.侵入作用 B.沉积作用 C.变质作用 D.重熔作用
随堂巩固
波浪谷因砂岩上的纹路像波浪而得名,是在较干旱的气候条件下,由红色碎屑形成的一种红色砂岩地貌。下图为岩石圈物质循环示意图,读图完成4~5题。
4.有关地壳物质循环图的说法正确的是( )
A.甲为变质岩,乙为岩浆岩
B.①表示重熔再生,③表示冷却凝固
C.丙表示岩浆,丁为沉积岩
D.②表示外力作用,④表示变质作用
5.组成波浪谷的岩石按其类型应为( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
随堂巩固
下图为地壳物质循环示意图。据此完成6~8题。
6.图中岩石类型对应正确的是( )
A.甲—沉积岩 B.乙—喷出岩
C.丙—侵入岩 D.丁—变质岩
7.图示①代表的地质作用是( )
A.岩浆上升,冷却凝固
B.岩浆喷出地表,冷却凝固
C.风化、侵蚀、搬运、堆积 D.地壳抬升,岩石裸露
8.将图中三大类岩石转化成岩浆的作用是( )
A.变质作用 B.重熔再生 C.地壳运动 D.外力作用
随堂巩固
某矿物形成于上地幔软流层,后随岩浆活动到达地表。人们在下图所示古火山的岩浆岩及河滩泥沙中均发现了该矿物。读图文材料,回答下题。
9.使该矿物从上地幔软流层到达河滩泥沙中的地质作用,依次应为( )
A.岩浆喷发 岩层断裂 风化、侵蚀 搬运、沉积
B.岩浆喷发 岩层断裂 搬运、沉积 风化、侵蚀
C.岩层断裂 岩浆喷发 风化、侵蚀 搬运、沉积
D.岩层断裂 岩浆喷发 搬运、沉积 风化、侵蚀
随堂巩固
如图所绘的是有着“海下兵马俑”之称的海下石林。一组组多边形的岩柱排列整齐,仿佛严阵以待的军列。岩柱垂直于冷切面和地面,岩柱的高度等于熔岩流的厚度。结合所学知识,回答10~11题。
10.与该岩石形成有关的是( )
A.地壳运动 B.变质作用
C.岩浆活动 D.流水侵蚀
11.该岩石属于( )
A.a B.b
C.c D.d